Bolzen und Schrauben sind eine der gängigsten Verbindungstechniken, da sie in der Lage sind, zwei beliebige Materialien zu verbinden, auch wenn sie unterschiedlich sind. Schrauben werden in den meisten kritischen und anspruchsvollen Branchen eingesetzt, z. B. in der Infrastruktur, in der Energieerzeugung, in der Öl- und Gasindustrie, in der Petrochemie, im Bergbau, im Bauwesen, im Transportwesen und so weiter.
Schrauben sind Spannungskonzentratoren, die die gesamte Struktur zum Einsturz bringen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß installiert und gewartet werden. In bestimmten Bereichen ist die Inspektion dieser Schrauben aufgrund der schieren Anzahl von Schrauben und/oder des schwierigen Zugangs gefährlich, kostspielig und zeitaufwändig.
Da herkömmliche Drehmomentschlüssel bestenfalls eine Unsicherheit von ± 20-25 % bieten, was diese Technologie sehr unzuverlässig macht, hat sich die Ultraschall-Bolzenlastverifizierung (UBLV) zum Industriestandard für die Bewertung der Schraubenlast entwickelt. Bei der UBLV-Methode wird ein Basiswert eines Befestigungselements im losen Zustand gemessen, dann wird das Befestigungselement angezogen und erneut gemessen. Durch den Vergleich der Differenz zwischen den Messzeitpunkten und unter Verwendung der durchschnittlich beanspruchten Querschnittsfläche sowie der Geschwindigkeits- und Elastizitätsmodule des Materials kann die aufgebrachte Last berechnet werden. Das Hauptproblem hierbei ist, dass es Anlagen ohne diese Referenzmessung gibt und daher in diesen Fällen die Schrauben demontiert werden müssten, was einfach nicht machbar ist, da die Vorschrift verlangt, dass jede gelockerte Schraube ersetzt werden muss.
Innerspec hat eine neuartige Zwei-Wellen-Lösung entwickelt, die EMAT (Electro Magnetic Acoustic Transducer) mit DCUT (Dry-Coupled Ultrasonic Technology) kombiniert und es ermöglicht, die Schraubenlast an neuen und in Betrieb befindlichen Schrauben zu ermitteln.
Der Ansatz von Innerspec besteht darin, beide Ultraschalllaufzeiten zu messen, um Änderungen der Schraubenlängung zu untersuchen, ohne die ursprüngliche Länge zu kennen. Damit entfällt die Notwendigkeit, sie zu demontieren.
Zusätzlich zu diesem einzigartigen Unterscheidungsmerkmal benötigen EMAT und DCUT im Gegensatz zu konventionellen piezoelektrischen Kristallen kein flüssiges Kopplungsmittel, was entscheidende technische Vorteile bietet, wie z.B. das Wegfallen der Notwendigkeit, die Oberfläche der zu untersuchenden Materialien vorzubereiten, was kritische Prüfzeit spart.
Diese Lösung kann bereits mit dem Innerspec POWERBOX H-System verwendet werden, unserem handgeführten, batteriebetriebenen Gerät, das eine Genauigkeit von 98 % erreichen kann. Dieses Gerät kann verschiedene Anwendungen der zerstörungsfreien Prüfung für mehrere Branchen abdecken. Das bedeutet, dass mit einem einzigen Gerät verschiedene ZfP-Anwendungen wie Eigenspannungsmessung, Dickenmessung, Oberflächen- und/oder Volumenprüfung durchgeführt werden können.
Während des BOLT-IN-Projekts wurde der Zwei-Wellen-Ansatz durch mehrere Versuche im Labor und in realen Umgebungen validiert. BoltPrep, ein australisches Inspektionsunternehmen, das auf die Inspektion kritischer Schrauben spezialisiert ist, war der wichtigste Unterauftragnehmer in diesem Projekt. Sie haben die BOLT-IN-Technologie bei ihren Kunden getestet und dabei vielversprechende Ergebnisse erzielt, was zu einer reibungslosen Einführung dieser neuartigen Technologie auf dem australischen Markt führte.
Die Kunden von BoltPrep haben bereits die Vorteile des Zwei-Wellen-Ansatzes von Innerspec zur Bewertung der Schraubenbelastung genossen (kein Koppelgerät erforderlich, 98 % Genauigkeit, Wiederholbarkeit, Zuverlässigkeit, Prüfgeschwindigkeit, keine Notwendigkeit, Schrauben zu demontieren usw.) und sind bereit, die Vorzüge von BOLT-IN weiter zu erkunden.
BoltPrep ist das erste Inspektionsunternehmen in Australien, das diese einzigartige Technologie einsetzt und damit eine vollständige Bewertung von in Betrieb befindlichen Schrauben in kritischen Anlagen in der Öl- und Gasindustrie sowie im Bergbau garantiert.
Dieses Projekt wurde aus Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 der Europäischen Union unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 2020-1266 INNOWWIDE - BOLT-IN gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments trägt allein der Verfasser; die Kommission haftet nicht für die weitere Verwendung der darin enthaltenen Angaben.